4.1 Inleiding in de biologie 1. Wat is biologie? Biologie is het bestuderen van leven (levende wezens of organismen). Tot de organismen rekenen we bacteriën, schimmels, planten en dieren (mensen). Elk individueel organisme heeft een levensloop, deze eindigt met de dood van een individu. Elk soort organisme heeft een levenscyclus (de ontwikkeling en de voortplanting zien we hierin terug). Organismen vertonen levensverschijnselen: - Voortplanting - Eén of meer cellen - Groei/ontwikkeling - DNA/RNA - Stofwisseling - Reactie op prikkels Als een organisme geen levensverschijnselen meer vertoont, dan is het dood. In de natuur komen er ook dingen voor die nooit hebben geleefd, deze zijn levenloos (bijv. steen). In de cellen van een individu worden voortdurend moleculen omgezet in andere moleculen. Enzymen versnellen (katalyseren) de chemische reacties van stofwisselingsprocessen. 2. Natuurwetenschappelijk onderzoek generatio spontanea = organismen kunnen vrij plotseling ontstaan uit levenloze of dode materie De fasen van een natuurwetenschappelijk onderzoek: Observatie ↓ Probleemstelling ↓ Hypothese ↓ Nieuwe hypothese → Experiment ↓ ↑ Resultaten ↓ Verwerping van de hyopthese ← Conclusie → Bevestiging van de hypothese In de biologie doet men onderzoek op allerlei organisatie niveaus. Van klein naar groot: Molecuul, cel, weefsel, orgaan, organisme, populatie, ecosysteem. Weefsel s: spierweefsel, bindweefsel, zenuwweefsel, steunweefsel (bot), deelweefsel en epitteelweefsel. Ondezoek in het kort: observatie » onderzoeksvraag » hypothese » experiment » resultaten » conclusie » hypothese. Controleproef: alle factoren zijn hetzelfde, behalve die ene factor (let op: meerder exemplaren!). 1 3. Organen, cellen en weefsels orgaan = deel van een individu met een of meerdere functies orgaanstelstel = aantal organen die samen een bepaalde functie uitoefenen neuraal netwerk= de verbindingen in de hersenen Organen zijn allemaal opgebouwd uit cellen. weefsel tussencelstof = een groepje cellen met dezelfde vorm en functie(s) bij elkaar = dood materiaal tussen cellen van weefsels 4. De microscoop Voor het gebruikmaken van een microscoop moet er een preparaat worden gemaakt. 5. Plantaardige en dierlijke cellen organel = een deel van een cel met een eigen functie cytoplasma = grondplasma (stroperige vloeistof) en organellen celmembraan = de buitenste laag van het cytoplasma celkern = kernplasma en kernmembraan vacuole = (plantaardige cel) een blaasje gevuld met vocht en een vacuolemembraan centrale vacuole = bij oudere plantaardige cellen zijn de vacuolen samengevloeid wandstandig cytoplasma = cytoplasma ligt in een dunne laag tegen de celwand aan door de centrale vacuole proplastiden = (plantaardige cel) kleine korrels die zich tot plastiden kunnen ontwikkelen chloroplasten, chromoplasten en leukoplasten chloroplasten = (plantaardige cel) bladgroenkorrels: hier vindt fotosynthese plaats chromoplasten = (plantaardige cel) kleurstofkorrels: bevatten gele en/of rode kleurstoffen (pigmenten) amyloplasten = zetmeelkorrels celwand = (plantaardige cel) cytoplasma om de cel, dit is tussenstof en behoort niet tot de cel intercellulaire ruimte = kleine holten tussen celwanden gevuld met lucht of water 6. De submicroscopische bouw van cellen De kern is het centrale regelpunt van de cel hier liggen de chromosomen die bestaan uit moleculen DNA met erfelijke informatie. RNA brengt de boodschap voor de productie van een eiwit over. 1) door een kernporie in het kernmembraan naar het cytoplasma 2) endoplasmatisch reticulum (ER) = dubbele membranen in het cytoplasma, zorgt voor transport in de cel 3) ribosomen = liggen op het ER (en een aantal vrij in het cytoplasma), hier vindt de synthese van eiwitten plaats 4) eiwitten die in de ribosomen zijn gesynthetiseerd, komen terecht in de ruimten tussen de membranen van het ER 5) van het ER snoeren zich blaasjes af (met eiwitten) 6) de blaasjes vermsleten met het Golgi-systeem = waar de eiwitmoleculen hun uiteindelijke vorm krijgen 7) van het Golgi-systeem snoeren zich ook blaasjes af zodat de eiwitten vervoerd kunnen worden 8) secretie = de afgifte van stoffen door een cel 2 mitochondriën = ronde of boonvormige organellen, die bestaan uit een dubbel membraan, waarvan het binnenste membraan sterk is geplooid. in de mitochondriën vindt verbranding plaats, vooral van glucose en hiervoor wordt zuurstof gebruikt de vrijgekomen energie wordt opgeslagen in moleculen van de stof ATP (adenosinetrifosfaat) celmembraan = vormt de grens tussen een cel en zijn omgeving Het transport tussen de cel en zijn omgeving vindt selectief plaats: het celmembraan laat bepaalde stoffen de cel ingaan, maar houd andere stoffen tegen. fosfolipiden = vetachtige stoffen Het celmembraan bestaat uit twee lagen fosfolipiden, waarin eiwitten liggen ingebed. Bacteriën bezitten geen kerkmembraan, ze hebben wel een celmembraan met daaromheen een celwand. 7. Diffusie en osmose concentratie diffusie = de hoeveelheid opgeloste stof per volume-eenheid van de oplossing = de verplaatsing van een stof van een plaats met een hoge concentratie naar een plaats met een lage concentratie van die stof, dit vindt plaats in een gasvormig of vloeibaar medium de diffusiesnelheid is afhankelijk van: o diffusieoppervlak: hoe groter, hoe sneller o drukverschil of concentratieverschil, hoe groter, hoe sneller o de temperatuur, de aard van de stof en het medium (in gas verloopt diffusie sneller dan in vloeistof) doorlatend/permeabel halfdoorlatend/semipermeabel osmose = een wand waar alle moleculen doorheen kunnen gaan = een wand waar alleen watermoleculen doorheen kunnen gaan, de opgeloste stoffen blijven achter = de verplaatsing van water door een semipermeabel membraan, van een plaats met een lage osmotische waarde naar een plaats met een hogere osmotische waarde 8. Membranen en het transport van moleculen externe milieu = de omgeving van een cel (buiten het celmembraan) interne milieu = weefselvloeistof transportenzym actief transport fagocytose = eiwitten die andere moleculen door het celmembraan heen kunnen transporteren alleen met het concentratieverval mee = van een plaats met een hoge concentratie naar een plaats met een lage concentratie = transport dat tegen het concentratieverval in plaatsvindt en dus energie kost (ATP-moleculen) = een stof wordt ingesloten in een blaasje dat van het celmembraan wordt afgesnoerd (bij vaste stoffen) 3 pinocytose = een stof wordt ingesloten in een blaasje dat van het celmembraan wordt afgesnoerd (bij vloeistoffen) 9. Stevigheid door diffusie van water turgor wanddruk turgescent = de druk van de cel tegen de celwand = de druk van de wand tegen de cel = door turgor zijn de weefsels van kruidachtige planten stevig plasmolyse = het volume van de cel wordt kleiner, terwijl de celwand niet verandert de cel laat daardoor los van de celwand 4